دانشمندان دانشگاه آکسفورد برای اندازه گیری جرم ملکول‌ها با استفاده از نور مرئی، روشی را ابداء کرده اند که توانایی‌های ما برای شناخت و بررسی بیشتر مشخصات ملکول‌های زیستی را افزایش می‌دهد. با ما در این مقاله همراه باشید...
این محققان نشان دادند که می‌توان به جای استفاده از میکروسکوپ‌های بر پایه‌ی مواد فلورسانس، از نور مرئی برای مشاهده‌ی ملکول‌ها با استفاده از میکروسکوپ استفاده کرده و جرم آن‌ها را اندازه گیری کرد. این مقاله‌ی علمی پژوهشی با همکاری مؤسسات تحقیقاتی در آلمان، سوئد، سوئیس و آمریکا نوشته شده و در ژورنال‌های علمی منتشر شده است.
پروفسور فیلیپ کوکورا که استاد ارشد دپارتمان شیمی دانشگاه آکسفوردو همچنین نویسنده‌ی این مقاله است، گفت که این پژوهش حاصل یک دهه کار بوده که حتی باعث ساخت میکروسکوپ نوری حساس تر نیز شده است.
از اواخر دهه‌ی 80 میلادی تا کنون، ملکول‌ها از طریق میکروسکوپ‌های نوری قابل مشاهده بوده اند اما این روش‌ها اصولاً بر استفاده از مواد فلورسانس تکیه دارند. در این روش نور منعکس شده از ملکول به صفحه‌ای به نام لیبل برخورد کرده و مواد فلورسانس موجود در این صفحه انرژی الکترومغناطیسی این امواج نوری را جذب کرده و برانگیخته می‌شوند. این روش با وجود این که همچنان قدرتمند است اما روشی جامع نیست.
محققان برای اولین بار در سال 2014 میلادی نشان دادند که می‌توان با استفاده از روش پراکندگی نوری، پروتئین‌های منفرد که ذراتی بیومولکولی با ابعادی در حد چند نانومتر هستند را مشاهده کرد. ولی از آن موقع پیشرفتی نداشتند تا سال گذشته که موفق شدند کیفیت عکس‌های گرفته شده از مولکول‌ها را به حدی بهبود دهند که توانایی رقابت با میکروسکوپ‌های فلورسانسی رایج را داشته باشد.
پروفسور کوکورا گفت: "سپس این سوال را مطرح کردیم که آیا تصاویر بدست آمده علاوه بر امکان مشاهده‌ی ملکول‌های منفرد، توانایی آشکارسازی جزییاتی مانند جرم را نیز دارند یا خیر. همچنین متوجه شدیم که حجم و مشخصات قابل مشاهده‌ی این ذرات دقیقا با جرم آن‌ها رابطه‌ی مستقیم داشته وهردو پارامترهایی مقیاس پذیر هستند. که این موضوع میکروسکوپ مارا قادر می‌سازد تا جرم را نیز آشکارسازی کند. این قابلیت نه فقط برای پروتئین‌ها بلکه برای ملکول‌های شامل لیپید و کربوهیدرات‌ها نیز وجود دارد."
این همان جامعیتی است که نویسندگان این مقاله را هیجان زده می‌کند. پروفسور جاستین بنش ازدپارتمان شیمی دانشگاه آکسفورد که یک متخصص در زمینه‌ی اندازه گیری جرم و کمک نویسنده‌ی مقاله نیز هست می‌گوید: "زیبایی پارامتر جرم این است که علاوه بر این که خود یک مشخصه‌‌ی کلی است، در پیدا کردن دیگر مشخصه‌های ملکول تحت آزمایش، به شدت تاثیر گذار است. بنابر این دستاور ما به طور گسترده‌ای قابل تعمیم بوده و بر خلاف فناوری‌های رایج میکروسکوپی تک ملکولی، برای مشاهده‌ی ملکول‌ها به هیچ گونه لیبل اضافی احتیاجی ندارد."
محققان در حال کار بر روی این مقاله می‌گویند تکنیک مورد نظرکه نام آن را طیف نگاری جرمی با مداخله‌ی نوری یا به اختصار iSCAMS گذاشته اند، می‌تواند کاربرد‌های وسیعی داشته باشد. از مطالعه بر روی فعل و انفعالات پروتئین‌ها گرفته تا کشف مواد مخدر و یا حتی روش‌های تشخیص نقطه‌ای.
پروفسور کوکورا همچنین اضافه کرد: " متد iSCAM مزایای زیادی دارد. می‌تواند جرم را با دقتی نزدیک به مقادیر اندازه گیری شده با آخرین روش‌های طیف‌نگاری که گران بوده و فقط هم در خلاء کار می‌کند، اندازه گیری کند. این در حالی است که خلاء هیچ شباهتی به محیط قشائی سیستم‌های زیستی ندارد. روش جدید همچنین برای کار، به حجم بسیار کم‌تری از نمونه‌ها احتیاج دارد و اینکه در محیطی آبی و دارای قشاء عمل می‌کند."
پروفسور جاستین بنش نیز افزود: "این روش سنجش پارامترهای مختلفی که پژوهشگران لازم دارند را میسرمی‌کند. مواردی مانند این که بفهمند دو مولکول خاص باهم پیوند می‌دهند یا خیر. و یا این که در صورت مثبت بودن پاسخ، پیوند آن‌ها تا چه حد محکم است. یا مثلا یک پروتئین خاص از چه ترکیبی و چه تعداد اجزایی ساخته شده است و نحوه رشد و یا شکسته شدن آن چگونه است."
محققان در حال کار بر روی این پژوهش اشاره می‌کنند به دلیل اینکه فرایندهای فیزیولوژیکی و پاتولوژیکی همگی با تعامل بین بیوملکول‌ها کنترل می‌شوند، این فناوری می‌تواند تاثیر بالقوه‌ی قابل توجهی داشته باشد. پروفسور کوکورا در این باره گفت: "برنامه پذیری جامع این روش و وسایل جمع و جور مورد استفاده که در یک جعبه‌ی کفش نیز جا می‌شوند به همراه ویژگی‌هایی مانند استفاده‌ی آسان و تماشای در لحظه‌ی ملکول‌ها همگی فوق العاده هیجان انگیزند."
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت